Катализатор для получения пиридина и метилпиридинов Советский патент 1984 года по МПК B01J27/12 B01J23/06 C07D213/12 

Изобретение относится к области катализаторов для получения пиридиновых оснований, в частности катализатрров для получения пиридина и 2-3- и 4-мётилпиридинов, которы находят широкое применение в качестве исходкого сырья для синтеза стабилизаторов минеральных удобрений, пестицидов избирательного и сплошного действия, мономеров для специальных видов каучуков и медацинских препаратов. Известен катализатор для получения пиридина и метилпиридинов из ацетилена, аммиак и метанола или формальдегида, содержащий оксид, кадмия или цинка flJНедостатком данного катализатора является его недостаточно высокая активность. Известен также катализатор для получения пиридина и метилпиридинов конденсацией ацетилена с аммиаком и метанолом или фор мальдегидом, содержащий, мас.%: фосфат кадмия 20,0; кислый каолин 80,0. Синтез пиридина и метилпиридинов осуществляют в интервале 360-400 С, со скоростью подачи ацетилена и аммиака 40-60 мл/ч, метанола 0,072-0,108 мл/ч на 1 мл катализатора 2J. Недостатками данного катализатора яв. ляются короткий cgOK службы - 8 ч, недостаточно высокая активность - выход пиридина 16,6%, 2-метилпиридина 5,3%, смеси 3- и 4- метилпиридинов 14,0%. Наиболее близким к изобретению по техн ческой сущности и достигаемому результату является катализатор для получения пиридина и метилпиридинов из ацетилена, аммиака и метанола, содержащий, мас.%: фторид цинка 10,0-12,и У -оксид алюминий остальное (3. Недостатками известного катализатора явл ются его недостаточная активность - выход пиридина и метилпиридинов не превышает в сумме 48,5%, а также короткий срок службы - 8-10 ч. Целью изобретения является повышение активности и увеличение срока службы катализатора. Указанная цель достигается тем, что катализатор для получения пиридина и метилпир динов из ацетилена, аммиака и метанола, включающий фторид цинка и J -оксид алюми ния, дополнительно содержит фторид кадмия фторид алюминия и оксид цинка содержит при следующем содержании компонентов, , мас.%: Фторид цинка4,0-7,0 Фторид кадмия5,0-7,0 Фторид алюминия3,0-5,0 Оксид цинка5,0-8,0 Г-оксид алюминияОстальное Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью - выход пиридина и метилпиридинов в сумме достигает 85%, и при зтом работает с постоянной активностью в течение 56-63 ч в одном цикле. Предлагаемый катализатор готовят следующим образом. Гидроксид алюминия смешивают с фторидом кадмия, фторидом алюминия, фторидом цинка и оксидом цинка. Для повышения механической прочности катапизатора и обеспечения равномерного распределения компонентов в гидроксид алюминия добавляют раствор фтористоводородной кислоты. Образующую юся массу формуют, сушат и прокаливают. Полученный катализатор испытывают в процЕСсе получения пиридина и метилпиридинов ацетилена, аммиака и метанола. Конверсия ацетилена 85,0%, метанола 89,8%. Пример 1. К 123,8 г гидроксида алюминия (потери при прокаливании 33%) добавляют 5 г фторида кадмия, 3 г фторида алюминия, 4 г фторида цинка и 5 г оксида цинка. В гидроксид алюминия добавляют 5060 мл (лучшее 55 мл) 2 н. (4%) раствора фтористоводородной кислоты. Образовавшуюся массу перемешивают и формуют в виде макарона диаметром 4 мм. Катализатор сушат при 25 С в течение 3 ч и при 120 -3 ч, грокаливают при 300 3 ч и при 450° 2 ч. Затем его режут и готовят зерна с размером d X h 3x4 мм. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: CaF 5,0; A1F 3,0; ZnF 4,0; ZnO 5,0; 83,0. Готовый катализатор характеризуется следующими показателями: насыпной вес 0,532 г/мл, механическая прочность 4,,5 кг/таблетку. Аналогично готовят катализаторы с различк-ым составом. В табл. 1 приведены количества компонентов, необходимые для изготовления катализаторов различных составов. Катализатор испытывают в реакции синтеза пиридина и метилпиридинов из ацетилена, аммиака и метанола. Опыты проводят в проточных условиях. В металлический реактор размером 30x300 мм из нержавеющей стали загружают 60 мл насыпного объема катализатора. Смесь ацетилена с аммиаком и метанолом в мольном соотношении 1:1:1 - -1:2:1 пропускают через слой катализатора при 380-4(Ю С с объемной скоростью ацетилена 70 ч , аммиака 140 и метанола ;. 0,08-0,1 . Образовавшуюся парогазовую смесь конденсируют в приемнике. Реакцию конденсации ацетилена с аммиаком и метанолом проводят з присутствии катализатора с различным содержанием компо3112нентов. Результаты испытаний представлены в табл. 2. I Катализатор работает с первоначальной активностью 56-63 ч и после регенерадаи кислородом воздуха он полностью восстанавливает свою активность. Результаты представле ны в табл. 3.

Таблица 74 Катализатор стабильно работает в течение 63 ч и после регенерации полностью восставливает свою активность. Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью - выход конечных продуктов (лиридинов) достигает в сумме 85% при более низких температурах процесса.

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИРИДИНА И МЕТИЛПИРИДИНОВ ит ацетилена, аммиака и метанола, включающий фторид цинка и -оксид алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и увеличения срока службы катализатора, он дополнительно содержит фторид кадмия, фториду алюминия н оксид цинка при следующем содержании компонентов, мас.%: Фторид цинка4,,0 Фторид кадмия5,0 7,0 Фторид алюминия3,0-5.0 Оксид цинка5,0-8,0 У -оксид алюминияОстальное

Таблица 2

Таблица